21m跨糧倉(cāng)原位現(xiàn)澆無(wú)梁薄殼拱形屋面板模板支撐體系及混凝土施工技術(shù)探析

黃良瑞

摘 要：在本糧倉(cāng)項(xiàng)目工程中，由于糧倉(cāng)屋面板屬于原位現(xiàn)澆大跨度二次拋物線線性變化薄殼結(jié)構(gòu)，因而對(duì)屋面板的支模體系和澆注方法提出了更高的要求，針對(duì)此，本項(xiàng)目屋蓋下部支撐體系主要采用滿堂鋼管腳手架支撐，屋蓋上弦板支撐體系采用殼面定制大模板+支撐系統(tǒng)散支散拆的支撐體系方案，混凝土則采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工，以滿足工程項(xiàng)目需求。

關(guān)鍵詞：施工技術(shù)；拱形屋面板；大跨度；支模體系；混凝土澆筑

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）08-0129-02

1 工程介紹

廣西柳州黃村國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)改造項(xiàng)目由3棟糧庫(kù)共10個(gè)平房倉(cāng)構(gòu)成，糧庫(kù)總面積10985.73m2，倉(cāng)房屋蓋采用鋼筋混凝土無(wú)梁薄殼拱型屋面板屋蓋，屋蓋跨度為21m。倉(cāng)房屋蓋由多榀拱板組成，每榀拱板長(zhǎng)21.48m、寬1.48m、高2.1m。拱板上弦板厚50mm、下弦板厚40mm，拱板中部設(shè)9塊橫向預(yù)制隔板。

2 工程存在的施工難點(diǎn)

（1）糧倉(cāng)屋蓋位于地面以上7.8m處進(jìn)行支模澆筑，屋蓋下部支持體系搭設(shè)的寬度為20.5m，為高大模板支撐體系。糧倉(cāng)殼拱形屋面板的上弦板設(shè)計(jì)為二次拋物線型，對(duì)屋面的成型質(zhì)量有較高要求。拱板板體較薄，對(duì)支撐面在施工過(guò)程中的平整度也有較高的要求。

（2）為便于流水施工，降低模板制作費(fèi)用，拱板上弦板支撐體系除能保證模板質(zhì)量、強(qiáng)度及剛度，還需能多次周轉(zhuǎn)使用并便于拆卸及安裝。

（3）拱架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每榀拱架上弦板及下弦板需一次性澆筑完成，混凝土澆筑施工難度較高。

3 支模體系設(shè)計(jì)和施工

3.1 拱形屋面板下部支撐體系方案的設(shè)計(jì)

（1）模板：采用915mm×1830mm×15mm厚木膠合板。膠合板鋪設(shè)前對(duì)已鋪設(shè)好的木方進(jìn)行平整度及起拱高度驗(yàn)收，拱板跨中起拱的高度為全跨的2.5/1000，對(duì)不符合要求的用木楔進(jìn)行調(diào)整釘牢。膠合板鋪設(shè)時(shí)接縫要嚴(yán)密、平整，接縫高低差控制在lmm內(nèi)，板面平整度控制在4 mm內(nèi)，板與下面的木方釘牢，板縫用膠帶紙粘貼。

（2）小梁：選用60mm×80mm方木。小梁間距：300mm。

（3）支撐系統(tǒng)：立桿、水平桿、剪刀撐均采用（48×3.6mm扣件式鋼管。

立桿縱向、橫向間距經(jīng)品茗計(jì)算軟件計(jì)算均為1200mm，水平拉桿步距為1500mm，即可滿足承載上部荷載的要求。方案經(jīng)專家組論證，考慮到單個(gè)倉(cāng)體拱板下部支撐滿堂腳手架長(zhǎng)為53.44m、寬為21m，滿堂腳手架面積較大。為防止施工過(guò)程中支持體系發(fā)生變形，需提高屋蓋下部支撐體系的剛度。專家組要求將立桿縱向、橫向間距均縮小為1000mm。其余支持體系的技術(shù)參數(shù)不變。

豎向剪刀撐：支架周邊設(shè)置一道豎直剪刀撐；支架內(nèi)部分別設(shè)置縱橫兩向豎直剪刀撐，間距均為每≤4m設(shè)一道。每道豎直剪刀撐均為全高全長(zhǎng)設(shè)置。

水平剪刀撐：封頂桿、掃地桿位置各設(shè)1道；封頂桿往下1.5m的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置一道加密水平剪刀撐，其余每≤4.5m設(shè)一道；每道水平剪刀撐均為全平面設(shè)置。

抱柱裝置：為保證糧倉(cāng)內(nèi)的氣密性，糧倉(cāng)采用先砌筑多孔頁(yè)巖磚墻體后澆筑圈梁及框架柱的施工工序進(jìn)行施工，且墻體上禁止開設(shè)孔洞，拱板下部支撐體系無(wú)法設(shè)置抱柱裝置。本工程改用軟拉硬頂?shù)氖┕し椒ūＷC支撐體系的側(cè)向穩(wěn)定性。框架柱在澆筑混凝土前，在需設(shè)置軟拉硬頂?shù)乃綏U位置預(yù)埋2（8mm鋼筋，模板支撐體系搭設(shè)時(shí)，將設(shè)置點(diǎn)的水平桿與框架柱頂牢，并將預(yù)留鋼筋與該水平桿焊接牢固，鋼筋與水平桿單面搭接焊接長(zhǎng)度不小于10d。軟拉硬頂點(diǎn)緊貼板底設(shè)1道，封頂桿往下1.5m的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)加設(shè)一道，其余每≤4m設(shè)一道。

（4）頂托：立桿頂部采用可調(diào)頂托支承，頂托伸出長(zhǎng)度≤200mm。

（5）墊板：采用2000×200×50mm硬木板。

3.2 拱板上弦板支撐體系方案的設(shè)計(jì)

糧倉(cāng)屋蓋由多榀結(jié)構(gòu)、尺寸相同的拱板組成，拱板的上弦為二次拋物線，施工精度要求較高。經(jīng)綜合考慮，最終確定采用殼面定制大模板+支撐系統(tǒng)散支散拆方案。定制大模板可以加工成復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)且尺寸固定，利于保證上弦板二次拋物線的成型精度，確保工程質(zhì)量。支撐系統(tǒng)采用散支散拆方法有利于快速安裝和快速拆卸，提高模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，確保工程進(jìn)度。

（1）拱板上弦定制大模板：拱板的上弦為二次拋物線，施工前應(yīng)按曲率1：1實(shí)地放出大樣。每榀拱板上弦定制大模板按拱板內(nèi)豎向預(yù)制隔板的間隔分為10塊進(jìn)行制作。定制大模板面板采用915mm×1830mm×15mm厚木膠合板拼接而成，為便于拆模及保證模板在多次周轉(zhuǎn)使用后仍能保證較好的表面的平整度，木膠合板上部加設(shè)一層1mm厚彩鋼板。由于上弦板與預(yù)制隔板之間需澆筑100mm高的倒三角形混凝土加強(qiáng)肋，定制大模板的小梁采用35mm* 100mm木枋，小梁沿拱架長(zhǎng)向設(shè)置，小梁間距為300mm。小梁兩側(cè)端部各加設(shè)一條35mm*100mm木枋，以提高定型大模板的整體剛度，并作為倒三角形混凝土加強(qiáng)肋的模板。

（2）拱板上弦定制大模板支撐系統(tǒng)：拱板以2榀為一組同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑，拱板上弦定制大模板下部支撐系統(tǒng)每次搭設(shè)的寬度為3m。每塊大模板下設(shè)置三條帽木，帽木選用70mm圓木，其間距為900mm。每根帽木下設(shè)兩根立桿，立木選用60mm圓木，其間距為1500mm。每根立桿與帽木連接處設(shè)兩根斜桿，斜桿選用60mm×80mm方木。墊板采用100×100×40mm預(yù)制混凝土墊塊。下料前按上弦曲率大樣圖定出立桿的位置、長(zhǎng)度，并結(jié)合帽木尺寸進(jìn)行下料，并將匹配好的支撐材料進(jìn)行編號(hào)定位。拱板的上、下弦側(cè)模均用木模制作。

4 糧倉(cāng)拱形屋面板混凝土施工

4.1 混凝土制拌方式的選擇

結(jié)合拱形屋面板現(xiàn)澆混凝土對(duì)塌落度要求比較嚴(yán)格的特點(diǎn)，又考慮拱板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際施工時(shí)需要1.5-2小時(shí)，才能澆筑一榀混凝土用量?jī)H為4.62m3的拱板，拱板混凝土采用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的混凝土攪拌站拌制的混凝土，以方便按施工現(xiàn)場(chǎng)的需要量提供混凝土，并可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及時(shí)微調(diào)混凝土配比?；炷恋膱?chǎng)內(nèi)水平運(yùn)輸采用小型翻斗車進(jìn)行，垂直運(yùn)輸采用輪式汽車吊配合料斗進(jìn)行吊運(yùn)。

4.2 拱形屋面板混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）拱形屋面板在正式澆注前，應(yīng)確認(rèn)模板尺寸是否滿足要求，模板必須平整光滑、表面無(wú)漏涂刷隔離劑現(xiàn)象。支撐體系要牢固。確認(rèn)鋼筋間距、數(shù)量和位置等，并檢查相關(guān)材料及其擺放位置是否正確。拱板下弦主筋應(yīng)做調(diào)直處理，以保證鋼筋在受力過(guò)程中共同作用。

（2）施工時(shí)應(yīng)根據(jù)季節(jié)變化，適時(shí)調(diào)整混凝土含水量，控制混凝土的坍落度在10～20mm之間。水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，中粗河砂，碎石粒徑控制在5～15mm內(nèi)，混凝土中摻木鈣2‰、早強(qiáng)劑2%、防水劑3%。

（3）混凝土澆筑時(shí)應(yīng)先澆筑下弦混凝土板，再澆筑上弦混凝土板。下弦混凝土澆筑應(yīng)從軸線位置開始往跨中方向澆筑，隔板處稍延長(zhǎng)振搗時(shí)間，使其底部混凝土振搗密實(shí)。為防止拱架模板側(cè)移，上弦板應(yīng)從兩端低處向中間高處對(duì)稱、交替進(jìn)行布料澆筑。在對(duì)拱形屋面板進(jìn)行混凝土施工時(shí)，應(yīng)保持連續(xù)施工，不得留設(shè)施工縫。澆筑時(shí)先用手提式振動(dòng)機(jī)振搗，再用平板振搗器進(jìn)行振搗，混凝土表面隨搗隨抹，多次抹面抹光，直至表面收水硬化?？刂苹炷琳駬v時(shí)間，操作時(shí)應(yīng)提起振動(dòng)頭，不得強(qiáng)振預(yù)應(yīng)力筋及模板。振掛板處時(shí)要認(rèn)真操作，防止掛板幾何尺寸變形、線條扭曲、漏漿等。澆搗混凝土?xí)r應(yīng)隨時(shí)檢查、修正鋼筋保護(hù)層。上下弦拱板交接處用振動(dòng)器振實(shí)后用長(zhǎng)柄鐵鏟抹平，混凝土澆筑后立即覆蓋薄膜加厚氈布養(yǎng)護(hù)，謹(jǐn)防產(chǎn)生收縮裂縫。

（4）拱板制作時(shí)宜采用自然養(yǎng)護(hù)，施工時(shí)最低溫度不低于5℃，最高溫度不大于40℃。

（5）每臺(tái)班澆搗混凝土做試塊2組，1組為拆模提供參考強(qiáng)度。當(dāng)同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)即可拆除上弦混凝土模板，拆模前后要全面檢查構(gòu)件的外觀質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目工程結(jié)合糧倉(cāng)拱形屋面板特點(diǎn)，屋蓋下部支撐體系采用滿堂鋼管腳手架支撐，屋蓋上弦板支撐體系采用殼面定制大模板+支撐系統(tǒng)散支散拆的支撐體系方案，在保證施工質(zhì)量的前提下，簡(jiǎn)化了支模工序，提高了模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)，降低了模板制作費(fèi)用及損耗。針對(duì)拱板原位現(xiàn)澆的工藝等要求，制定了合理的澆注順序，澆注方法等，使拱形屋面板在保證其外觀線條的基礎(chǔ)上，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量要求。

參考文獻(xiàn)

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